Senovės graikai ir alchemikai manė, kad ugnis yra pats elementas kartu su žeme, oru ir vandeniu. Tačiau šiuolaikinis apibrėžimas elementas yra susijęs su protonai a gryna medžiaga turi. Ugnį sudaro daugybė skirtingų medžiagų, todėl tai nėra elementas.
Didžioji dalis ugnies yra karštų dujų mišinys. Liepsnos yra a pasekmė cheminė reakcijapirmiausia tarp deguonies ore ir degalų, tokių kaip mediena ar propanas. Be kitų produktų, reakcija sukelia anglies dvideginis, garų, šviesos ir šiluma. Jei liepsna yra pakankamai karšta, dujos jonizuojamos ir tampa dar viena materijos būsena: plazma. Degdamas metalas, toks kaip magnis, gali jonizuoti atomus ir sudaryti plazmą. Šio tipo oksidacija yra intensyvios šviesos ir šilumos šaltinis plazminiame degiklyje.
Nors įprastame gaisre vyksta nedidelis jonizavimas, liepsnoje daugiausia yra dujų. Taigi, saugiausias atsakymas į klausimą: „kokia yra ugnies materija?“ tai yra dujos. Arba galite pasakyti, kad tai daugiausia dujos, turinčios mažesnį plazmos kiekį.
Skirtingos liepsnos dalys
Yra kelios liepsnos dalys; kiekvienas yra sudarytas iš skirtingų cheminių medžiagų.
- Netoli liepsnos pagrindo deguonis ir degalų garai susimaišo kaip nesudegusios dujos. Šios liepsnos dalies sudėtis priklauso nuo naudojamo kuro.
- Virš to yra sritis, kurioje molekulės reaguoja tarpusavyje degimo reakcija. Reaktantai ir produktai vėlgi priklauso nuo kuro rūšies.
- Virš šio regiono degimas yra baigtas ir gali būti cheminės reakcijos produktų. Paprastai tai yra vandens garai ir anglies dioksidas. Jei degimas nėra baigtas, gaisras taip pat gali išskirti mažas kietas suodžių ar pelenų daleles. Nepilnai degant gali išsiskirti papildomos dujos, ypač „nešvarus“ kuras, pavyzdžiui, anglies monoksidas ar sieros dioksidas.
Nors sunku tai pamatyti, liepsna plečiasi į išorę kaip ir kitos dujos. Iš dalies to sunku pastebėti, nes matome tik tą liepsnos dalį, kuri yra pakankamai karšta, kad skleidžia šviesą. Liepsna nėra apvali (išskyrus erdvėje), nes karštos dujos yra mažiau tankios nei aplinkinis oras, todėl jos kyla į viršų.
Liepsnos spalva rodo jos temperatūrą ir degalų cheminę sudėtį. Liepsna skleidžia kaitinamąją šviesą, o tai reiškia, kad didžiausia energija (karščiausia liepsnos dalis) yra mėlyna, o mažiausiai energijos sunaudojanti (pati šauniausia liepsnos dalis) - raudonesnė. Degalų chemija taip pat vaidina savo vaidmenį, ir tai yra pagrindas liepsnos bandymas nustatyti cheminę sudėtį. Pavyzdžiui, mėlyna liepsna gali pasirodyti žalia, jei yra boro turinčios druskos.